西南某變電站場地適宜性評估研究

韓子曄 張 寧 劉振旺 韓會令

(1.天津華北工程勘察設(shè)計有限公司，天津 300181;2.鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)公司，天津 300142)

1 工程概況

該電站位于四川省涼山州境內(nèi)，地處高山之中，站址南北向平坦、開闊，西部緊鄰中高山，東部距高山較遠(yuǎn)。該變電站規(guī)模為110 kV，根據(jù)其規(guī)模及山區(qū)場地限制，擬建工程長約60 m、寬約50 m，主體結(jié)構(gòu)分兩層建設(shè)，近南北走向，工程的建成有利于緩解該區(qū)域工農(nóng)業(yè)的用電壓力。該項目屬于一般建設(shè)項目，地質(zhì)災(zāi)害危險性評估級別為三級。場地基本概況見圖1、圖2。

擬建變電站地處高山峽谷底部，場地高程1 260 m，評估區(qū)主要包括站址西部高山、場地地基土和地下水的腐蝕情況，站址范圍內(nèi)巖相變化較小，新構(gòu)造運動微弱，沒有軟土、膨脹土、大填方填土，鹽漬土、凍土等特殊土的出現(xiàn)，評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度總體為簡單。

圖1 變電站站址場地

2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

2.1 氣象與水文

工程區(qū)屬西南季風(fēng)氣候控制區(qū)，干濕分明，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，年溫差小，日溫差大，為典型立體氣候特征。據(jù)縣氣象站(高程約2 300 m)多年觀測資料，年平均氣溫12.1℃，最高為32.5℃，最低為－11.3℃，最冷為一月份，平均氣溫5.1℃，最熱為七月份，平均氣溫18.1℃。區(qū)內(nèi)垂直分帶明顯，根據(jù)高程可分為:亞熱帶半濕潤氣候(高程2 000 m以上，);暖溫帶—溫帶濕潤、半濕潤氣候(高程3 200 m以上);寒溫帶濕潤氣候(高程3 200 m以上)3種類型。

場地東鄰樹瓦河，河寬約10 m，河谷兩側(cè)植被較發(fā)育，調(diào)查當(dāng)天河水流量較小，訪問當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)，雨季河水位可上漲1～2 m(見圖3)。

圖2 場地西側(cè)邊坡

圖3 樹瓦河

2.2 地形地貌

工程區(qū)所屬地貌多為平頂狀臺地和圓緩狀淺丘，階地發(fā)育，崗地、臺地廣布。地勢由北向南，由東向西逐漸降低。

縣區(qū)內(nèi)高程一般在2 500～3 500 m，最高點火爐山主峰羅杠子高達(dá)4 393.2 m，雅礱江在縣東南角深切至1 060 m，嶺谷相對高差一般在1 000 m以上，最大達(dá)2 600 m。縣區(qū)屬褶皺高山地貌，山間多斷陷盆地和谷地。依據(jù)形態(tài)—成因劃分為四大地貌類型:(1)河谷、盆地侵蝕堆積地貌;(2)構(gòu)造侵蝕地貌;(3)構(gòu)造剝蝕地貌;(4)構(gòu)造溶蝕地貌。

調(diào)查范圍內(nèi)大部分屬構(gòu)造侵蝕低山地貌，主要分布于河流兩岸，海拔高程在1 000～3 500 m之間，相對高差200～500 m。在這一類型中，熱量充沛，氣候溫涼濕潤，地面侵蝕以流水為主，巖層抗風(fēng)化作用弱，山體切割深，形成陡坡，裸巖較多。低中山緩坡由于氣候溫涼濕潤，坡度緩和，土層稍厚，宜于種植旱地作物，也是人口集中的地方。低中山陡坡，因其坡度陡，土層薄，難于耕種和居住，主要以林業(yè)為主。由于坡度陡，在局部植被較少區(qū)域，在暴雨和連雨的作用下，容易誘發(fā)土質(zhì)滑坡，在沖溝發(fā)育地帶易形成泥石流等災(zāi)害。

2.3 區(qū)域地層及地質(zhì)構(gòu)造

(1)地層巖性

縣區(qū)內(nèi)地層除白堊系外，自震旦系至第四系均有出露，根據(jù)地層發(fā)育總特征及相鄰地區(qū)地層區(qū)劃，縣境內(nèi)地層分屬3個不同的地層分區(qū)。金河大斷裂東南部以中生代晚三疊世陸相沉積巖為主;金河大斷裂之西至小金河斷層以南除侏羅、白堊系缺失外，其他地層發(fā)育齊全;小金河斷裂之北則以變質(zhì)巖為主。

第四系(Q):主要為沖積、洪積物、殘破積。

第四系人工填土(Q4ml)黏土類土:變電所場地系基本農(nóng)田，耕植土為主，顏色黃色—黃褐色。場地略高于旁邊道路，從揭露土層看地基表層土固結(jié)較好，中—低壓縮性，天然含水率中等。

第四系殘破積(Q4el+dl)礫類土分布于場地東側(cè)，靠近樹瓦河，集中在溝谷一側(cè)，由礫石、砂卵石、土膠結(jié)而成，有中砂充填。

下伏基巖為第三系—侏羅系白果灣群，灰黃及灰白色粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖，夾黏土巖、炭質(zhì)頁巖及煤層或煤線。底部含礫粗砂巖或砂礫巖。

(2)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

場地地處康滇臺隆北區(qū)川滇菱形臺地塊，臨近金河—箐河深大斷裂與錦屏山—小金河深大斷裂。區(qū)內(nèi)褶皺主體為石門坎背斜。

金河—箐河深大斷裂:為線路跨越主要深大斷裂，北起冕寧里莊西的馬頭山斷層，南西經(jīng)金河、紅寶、箐河，直至云南程海與永勝—賓川斷層交匯，全長210 km。斷裂帶寬20～800 m，一般50～100 m，由糜棱巖，角礫巖和碎屑巖組成，屬鹽源—麗江軸緣坳陷與康滇地軸(古隆起)的分界。

康滇臺隆:以金河斷裂與鹽源—麗江臺緣拗陷構(gòu)造單元分界，構(gòu)造形跡(斷裂、褶曲)受金河斷裂控制發(fā)育，北段構(gòu)造走向主體呈北北東，向南逐漸轉(zhuǎn)為南偏西。

該區(qū)自古生界至中生代初期長期處抬升狀態(tài)，造成大面積缺失寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系等地層，晚三疊世的燕山運動使該區(qū)地殼急劇上升，造成在金河斷裂以西的鹽源地區(qū)缺失侏羅系、白堊系地層，而以東則廣泛接受沉積。

石門坎背斜:軸線沿北東向延伸，軸面產(chǎn)狀傾南東，南東翼傾角20°～35°，北西翼傾角 40°～50°，背斜向北封閉，長8 km左右，為斜歪不對稱褶皺。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

根據(jù)野外現(xiàn)場調(diào)查及對地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件的分析，評估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點的分布主要受地形地貌、地層巖性、氣候條件等因素的控制，場地東部和南北方向范圍內(nèi)無地質(zhì)災(zāi)害。

在站址的西部為斜坡，坡向210°，坡度30°～40°不等。通過調(diào)查，邊坡上部以第四紀(jì)覆蓋層為主，無基巖出露，坡內(nèi)植被覆蓋良好，草木覆蓋率約30%。在邊坡的下部，高程約為1 280 m位置處有基巖出露，遭受物理風(fēng)化及構(gòu)造運動影響，巖體節(jié)理發(fā)育，松動巖體構(gòu)成危巖，出露范圍長度約50 m，寬度3～5 m?；鶐r巖性以黃褐色砂巖、粉砂巖為主，局部夾雜深灰色泥巖(含量少)?；鶐r表層風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重，主要發(fā)育兩組節(jié)理:L1，300°～310°∠60°～65°，層面節(jié)理，層厚約 10～30 cm，傾向坡內(nèi);L2，180°～190°∠65°～68°，張開，平行發(fā)育，間隔約30～50 cm?；鶐r在上述兩組主要節(jié)理切割下，巖體破碎(見圖4、圖5)。

圖4 危巖(WY1)

圖5 危巖(WY2)

評估區(qū)域范圍內(nèi)僅在場地的西部斜坡出露兩處危巖崩塌體，規(guī)模較小，危險性小;坡體上部表層為第四系堆積層，植被發(fā)育良好，在雨季雨水會順坡及時排走，不會帶來次生災(zāi)害。

評估區(qū)地基土不存在軟土、膨脹土、大填方填土，鹽漬土、凍土等特殊土;地基土表層由礫石、砂卵石、土膠結(jié)而成，有中砂充填。該層埋藏淺，承載力較低，厚度較小，不宜作為地基基礎(chǔ)持力層。下伏基巖為灰黃及灰白色粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖，夾黏土巖、炭質(zhì)頁巖及煤層或煤線，底部含礫粗砂巖或砂礫巖。粗砂巖具有較好的力學(xué)性能，是良好的天然地基基礎(chǔ)持力層。

評估區(qū)地下水主要來源是巖溶水和基巖裂隙水，孔隙裂隙層間水也有，但水量較小。通過調(diào)查相關(guān)溝谷水域，溝水均無色、無味、透明，水溫較低，水質(zhì)良好。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，工程區(qū)水化學(xué)類型以HCO3－Ca、HCO3－Ca·Na兩種類型為主，礦化度很低;SO4－、Na+、Cl－在水中存在，但是含量較低，未能對混凝土等建筑材料構(gòu)成腐蝕。

4 綜合評估及建設(shè)場地適宜性評價

根據(jù)現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估結(jié)果，充分考慮地質(zhì)環(huán)境條件的差異及可變性，基于線路附近可能危及工程安全的地質(zhì)災(zāi)害隱患點的分布，進(jìn)行了綜合評估。評估區(qū)主要有兩處危巖崩塌體，在地震或者外力作用下，兩者可能貫穿成一條危巖帶，但是規(guī)模較小。新建工程量小，不需要采用特別大的工程措施對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防范，工程建設(shè)引發(fā)、加劇或遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險性小，處置難度低，費用較低;地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)結(jié)合實際的工程措施處理后可以防治。建設(shè)場地范圍內(nèi)，地基土性能良好，地下水腐蝕性少。綜合考慮，建設(shè)場地適宜。

5 地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議

擬建工程遭受危巖崩塌的災(zāi)害有兩處，危險性小，站址位于危巖崩塌體的下部。對其防治的措施主要考慮以下四點:(1)對危巖體松散開裂部位進(jìn)行清危處理，避免落石危害人員及電力設(shè)施;(2)在為巖體上緣修建截水溝，防治雨水匯聚沖刷、滲入，增加巖體有效強(qiáng)度;(3)在危巖體范圍內(nèi)進(jìn)行掛網(wǎng)處理，可有效阻止巖體松動;(4)在變電站站址靠近西側(cè)修建擋墻，阻擋個別落石危害電力設(shè)施，以確保電力設(shè)施長期安全運行。

［1］贠小蘇．國家重大工作建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估理論和實踐［M］．北京:地質(zhì)出版社，2008

［2］部瑞梅．改建鐵路青藏線西寧至格爾木段增建第二線工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估［J］．陜西地質(zhì)，2009(12)

［3］高建華．河谷、丘陵區(qū)輸氣管道工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估［J］．甘肅科技，2010(9)

［4］左三勝，趙志祥．建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估的初步研究［J］．災(zāi)害學(xué)，2004(2)

［5］金德山．建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估中幾個問題的思考［J］．中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2004(4)

［6］李 明，趙星民．安－紫高速公路地質(zhì)災(zāi)害危險性評估及防治措施［J］．西部探礦工程，2007(11)